Principales étapes de l'hémostase physiologique

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1 28 Octobre 2013 FILIPPI Laura L2 TSSIBS 18 pages Principales étapes de l'hémostase physiologique Plan A. Définition B. Principes généraux C. Les étapes I. Hémostase primaire II. La coagulation physiologique III. La fibrinolyse Tout le diaporama est disponible sur l'ent. A. Définition Hémostase : ensemble des mécanismes qui concourent à l arrêt du saignement (ces mécanismes fonctionnent sur les petits vaisseaux, ils ne se mettent pas en place lors d'une rupture de l'aorte ou de la carotide par exemple) Ce sont donc des processus qui se mettent en place pour «colmater la brèche» lors d'une lésion vasculaire. 1/18

2 Lorsqu'on a une brèche vasculaire, le processus d'hémostase passe par une vasoconstriction réflexe qui conduit à la formation d'un caillot pour obturer cette brèche, ainsi que des phénomènes de réparation pour assurer la continuité vasculaire. Il y a lors de ces processus, une libération de facteurs vasoactifs et chimiotactifs pour attirer les cellules réparatrices : les cellules inflammatoires sont recrutées et activées pour permettre la réparation des vaisseaux. B. Principes généraux Constitution du vaisseaux: De l'intérieur vers l'extérieur : A l'intérieur du vaisseau, on a une première mono-couche de cellules endothéliales qui à l'état normal sont thromborésistantes : elles ne permettent pas la formation d'un caillot. Si la première couche est altérée, le sang va rentrer en contact avec des couches plus profondes qui sont des couches cellulaires thrombogènes qui elles vont induire la formation d'un caillot. La lame élastique interne ne doit pas être en contact du sang (sinon elle induit un phénomène de réparation hémostase) C'est un mécanisme de défense puisqu'on peut considérer que le vaisseau est agressé. Couche de cellules musculaires lisses. Lame élastique externe Adventice : elle contient un facteur tissulaire qui est donc localisé à distance du sang et qui est une substance extrêmement thrombogène. Au centre du vaisseau, on trouve entre autre les plaquettes et les globules rouges qui sont concentrés au centre du flux. 2/18

3 A l'état normal où il n'y pas de fuites/ lésions, les cellules ne sont pas stimulées. Lorsqu'il y a une brèche vasculaire sur un vaisseau de petit calibre, c'est-à-dire une rupture des couches endothéliale et sous endothéliale, il y a une fuite sanguine extravasculaire. La fuite peut être soit interne (non extériorisée, non visible) soit externe (extériorisée et donc visible). Des mécanismes de réparation très rapides sont mis en place pour arrêter le saignement : 1ère étape : hémostase primaire avec les plaquettes Objectif : arrêter l'hémorragie en urgence Mécanismes : Vasoconstriction réflexe localisée pour réduire la perte sanguine Formation d'un caillot (ou clou) plaquettaire localisé, qui est rapidement créé par un empilement de plaquettes adhérentes aux berges et agrégées entre elles (le professeur a bien précisé qu'en premier lieu il y a adhérence et vient ensuite l'agrégation) Mais le clou plaquettaire n'est pas imperméable, pour que le vaisseau soit complètement achevé, il faut qu'il y ait un phénomène de coagulation qui se mette en place. 3/18

4 2ème étape : Coagulation plasmique TSSIBS Principales étapes de l'hémostase physiologique Objectif : Consolidation du clou plaquettaire à moyen et long terme Mécanismes : Cascade enzymatique à la surface du clou plaquettaire Formation d'un réseau de fibrine Arrêt complet et durable de l'hémorragie Le terme de coagulation est très spécifique, il est souvent utilisé à tort pour désigner tout ce qui concerne l'hémostase. (Mais hémostase coagulation! ) La coagulation est un phénomène enzymatique qui conduit à la formation de fibrine et donc à la consolidation du caillot qui devient un caillot fibrineux. Le réseau de fibrine va consolider le caillot et permettre l'arrêt complet et durable de l hémorragie. Lors de l'hémostase primaire, on a un caillot plaquettaire, lorsque la coagulation est mise en place, le caillot est modifié : c'est un caillot fibrino-plaquettaire. Des fois, la coagulation n'est plus un phénomène de réparation mais un phénomène pathologique. La caillot doit être limité dans le temps et dans l'espace sinon risque de thrombose vasculaire (obstruction de la lumière vasculaire) 4/18

5 Mécanismes protecteurs de la thrombose vasculaire : inhibiteurs physiologiques de la coagulation (inhibiteurs des facteurs de coagulation) les surfaces la fibrinolyse par système enzymatique (avec les protéases) 3ième étape : la fibrinolyse Objectif : Lyse du caillot fibrino-plaquettaire pendant la fin de la cicatrisation de la paroi vasculaire. On a donc un processus de régénération et de cicatrisation de la paroi vasculaire puis destruction de la fibrine par le phénomène de fibrinolyse Retour à un vaisseau sanguin normal : Paroi endothéliale étanche. Il n'y a plus de fuite sanguine. Il n'y a plus d'activation de l'hémostase. C. Les étapes I. Hémostase primaire Les éléments essentiels sont : les vaisseaux (plus exactement la lésion vasculaire) : Il faut que les vaisseaux exposent au sang des substances de la matrice extracellulaire, (collagène, fibres élastiques, laminine etc..) ce qui se produit donc lors d'une lésion vasculaire. les plaquettes les protéines plasmatiques avec le facteur de willebrand 5/18

6 fibrinogène.. Quand un vaisseau est altéré, il y a exposition de collagène et du facteur tissulaire (situé dans l'adventice des vaisseaux) cela enclenche les phénomènes d'hémostase. La cellule plaquettaire : Cellule anuclée, issue de petits fragments cytoplasmiques de mégacaryocyte (venant de prolongements de la cellule) Forme discoïde, un peu plate, lorsqu'elle n'est pas active. Rôle majeur : intégrité vasculaire, thrombose (plus d'images sur l'ent, voir aussi diapo 16/17) Elles sont produites dans la moelle osseuse et issues des mégacarocytes. Le flux sanguin va repousser la plaquette sur la paroi vasculaire, ce qui va lui permettre dès qu'il y a une lésion d'être réactive assez rapidement. La cellule contient notamment des granules α, des granules denses aux électrons, des lysosomes, des grains de glycogène, des mitochondries, un système canaliculaire ouvert (= réserve de membrane importante), pas de noyau.. Une fois activée elle se déforme complètement, émet des pseudopodes (grâce à ses réserves de membrane), et libère tout son contenu granulaire lors du processus de dégranulation. Récepteurs : ils sont très nombreux à la surface de la plaquette. Récepteurs adhésifs : (récepteurs au collagène) GP6, GP4, Intégrine α2β1 récepteurs directs au collagène. GP1b9-5 : ce récepteur se lie au facteur Willebrand qui lui même se fixe au collagène récepteur indirect au collagène. 6/18

7 Récepteurs à la matrice extracellulaire : α5β1 fixe la fibronectine et le récepteur α6β1 fixe la laminine Récepteurs d'adhésion à d'autres constituants : P-sélectine qui est granulaire et permet l'adhésion aux leucocytes, la plaquette est capable d'amener le leucocyte sur le site inflammatoire par l'intermédiaire de ce récepteur. α2bβ3 (GP2b3a) qui lie le fibrinogène, sa fonction principale est de lier les plaquettes entre elles, ce récepteur a donc un rôle très important dans l'agrégation. Liaison du collagène avec le facteur Willebrand (FvW) qui lui même se lie à la plaquette grâce au récepteur GP1b5-9 (ou GP1b9-5, sur les deux schémas les noms sont différents mais il s'agit du même récepteur). La GPIV et l'intégrine α2β1 fixent directement le collagène. Rôle du facteur Willebrand dans l'adhésion plaquettaire 7/18

8 Étape 1 : Le facteur Willebrand (VWF) se lie fortement aux constituants du sous endothélium (collagènes, laminine) en cas de blessure vasculaire où il prend une conformation particulière. (Le VWF qui nous intéresse et qui est important ici est celui qui se fixe au collagène) Étape 2 : Les plaquettes arrivent, sont freinées par le VWF et transloquent, s'immobilisent sur le VWF par l intermédiaire de leur récepteur : la glycoprotéine GPIb(5-9) Adhésion plaquettaire réversible. Étape 3 : Adhésion ferme des plaquettes par l'intermédiaire de leurs récepteurs au collagène, la Gp6 et l'intégrine α2β1 elles roulent selon le même principe que les leucocytes («rolling») Effets de l'immobilisation et des forces de cisaillement sur l'affinité du Facteur Willebrand pour la GP1b : A l'état natif non stimulé, il est globulaire et a une faible affinité pour les plaquettes. Lorsqu'il est activé par de fortes forces de cisaillement, il a une forme très étendue et a une forte affinité pour les plaquettes. Il n'est pas spontanément actif, sous l'effet du flux (fortes forces de cisaillement) il va exposer des sites d'interaction. GP1b n'a pas besoin d être activée elle (elle l'est spontanément), c'est au FVW de devenir actif, d'exposer ses sites d'interaction pour que la GP1b et celui-ci puissent se lier, et donc fixer la plaquette au collagène. Exposition du site de liaison du VWF à la GP1b : Ce site de liaison est à la base non exposé ; pour être fonctionnel et donc pour le passage du VWF de la forme native à la forme active, la présence de certains inducteurs est nécessaire : Inducteurs physiologiques : l'immobilisation des surfaces hydrophobes (collagène) + forces de cisaillement élevées des mutations de la sous-unité de VWF : il peut y avoir des mutations sur le FVW qui ainsi fixerait 8/18

9 spontanément la Gp1b. Cela entraînerait des pathologies héréditaires (ex : maladie Willebrand type 2b) avec un excès de fixation du FVW à la Gp1b. Inducteurs non physiologiques : (en laboratoire surtout) Élimination de l'acide sialique des extrémités des chaînes glycosylées Interactions avec : - la ristocétine (antibiotique) - la botrocétine ou la bitiscétine (protéines de venin de serpent) Hémostase primaire : activation plaquettaire Les différents agonistes qui vont stimuler la plaquette sont : Collagène : récepteur adhésif et d'activation, il a donc une double fonction ADP : ce n'est pas un inducteur fort mais important, il est contenu dans les granules plaquettaires. Thrombine : enzyme clé de la coagulation Il existe un phénomène d'auto-amplification de l'activation plaquettaire : certains produits synthétisés et contenus dans la plaquette comme l'adp, l'adrénaline, la thrombine, la PXA2 (=thrombine) etc.. permettent d'activer cette même plaquette ainsi que d'autres plaquettes aux alentours. Cependant toutes les plaquettes ne sont pas activées. Autres récepteurs d'activation : Récepteur à l'adrénaline Récepteur au thromboxane A2 Voie de signalisation plaquettaire 9/18

10 (La prof a dit qu'elle ne nous embêterait pas avec les voies de signalisation...) La GP6 qui fixe le collagène entraîne des réactions en cascade intracellulaires qui aboutissent à la formation du DAG, IP3 etc.. La plaquette active : émet des filopodes et change complètement de forme ses granules se centralisent sécrétion du contenu granulaire puis libération à l'extérieur : ses granules denses contenant de la sérotonine, du calcium, de l'adp etc.. ses granules α (facteurs de croissance VEGF, fibrinogène nécessaire à la réparation ) etc.. (voir diapo 32 pour le contenu précis des différents granules (pas à connaître)) exposition des phospholipides anioniques à la surface de la membrane de la plaquette (F3P sur le schéma) : ils sont chargés négativement et sont donc capable de lier le Ca++ qui permet aux facteurs de coagulation de se fixer sur les plaquettes La plaquette devient une surface utile pour le phénomène de coagulation. production de thromboxane A2 : la production de thromboxane A2 est inhibée par l'aspirine de façon définitive et irréversible l'effet de l'aspirine dure tout le temps de vie de la plaquette production d'adp : lors du phénomène initial, les plaquettes vont s'empiler etc.. et l'adp va permettre d'activer d'autres plaquettes. F 3 P Ca ++ ADP Prostaglandines Thromboxane A 2 (TX A 2 ) Activation de l'intégrine GP2b3a : C'est une GP spécifique de la plaquette qui se trouve en nombre important (80 000) et permet l'agrégation spécifique de la plaquette. La GP activée s'ouvre par modification conformationnelle, il y a un phénomène de bascule qui va permettre de fixer le fibrinogène création d'un lien fort. Phénomène Ca++ dépendant. De l'autre coté du fibrinogène se trouve une autre plaquette, d'où le phénomène d'agrégation et d empilement plaquettaire. 10/18

11 La voie de signalisation rebondit sur la 2B3A, à partir de l'interaction d'un récepteur avec sa matrice par exemple, il y a une voie de signalisation à l'intérieur de la cellule qui entraîne une conformation de la 2b3a différente signalisation «inside out» En fait, l'ouverture de la GP est due au processus de signalisation et se produit quand la plaquette a été activée. Importance des forces de cisaillement activation des plaquettes, changement de conformation de la 2b3a qui fixe le fibrinogène et donc empilement de plaquettes, qui vont former des agrégats. II. Coagulation 1905 : on savait que lorsqu'on mettait en présence d'un tissu broyé du plasma, il y avait formation d'un caillot. Pendant très longtemps on a utilisé le terme de thrombokinase (enzyme qui forme le caillot) Le 1er facteur «facteur1» était le fibrinogène, capable de se transformer en fibrine sous l'action d'extraits tissulaires. On a très vite compris qu'il y avait une étape intermédiaire, mettant en jeu la prothrombine (facteur II) qui se transforme en thrombine (facteur IIa) qui permettrait la transformation du fibrinogène en fibrine. C'est le facteur tissulaire qui stimule la prothrombine, la rend active (thrombine) en présence de Ca : On prend du sang, on le met dans un tube en verre, on voit qu'il y a coagulation sur les bords de celuici. On a découvert qu'il n'y avait pas besoin de tissu, ni de facteur tissulaire pour qu'il y ait un phénomène de coagulation (découvert par M. Hageman). C'est une voie dans laquelle tous les éléments nécessaires de la coagulation sont présents dans le plasma sans apport extérieur. Cette voie s'active en présence de surface mouillable comme le verre. 11/18

12 Schéma classique : Voies supplémentaires mais toujours schéma en Y. Partie commune entre les 2 voies : ajout d'une étape intermédiaire, transformation du facteur X en facteur X activé. Voie extrinsèque : le facteur tissulaire est présent dans les vaisseaux au niveau de l'adventice. Il se lie au facteur VII activé et permet en présence de Ca++ de stimuler le FX. Voie intrinsèque : voies supplémentaires : ajout des facteurs XII (facteur de Hageman), XI et IX + nécessité d'ajouter des cofacteurs. Ces facteurs stimulent en présence de Ca++ le facteur X Étude de cette voie en labo. On prend du plasma dans lequel on ajoute des billes de verres initie la voie de coagulation. (Ensemble de l'évolution des deux voies : diapo 41 à 44) Mise en évidence des cofacteurs VIII et V. Ce phénomène ne se développe pas n'importe où, les étapes se déroulent à la surface de phospholipides chargés négativement. Les facteurs sont synthétisés par les hépatocytes. 12/18

13 Il est admis que l'élément déclenchant la coagulation in vivo est le FT. Ce dernier est un récepteur membranaire à très haute affinité pour le VIIa. Le complexe FT-VIIa active : soit directement le facteur X qui se transforme en Xa avec l'aide du cofacteur V, qui permet l'activation de la prothrombine (II IIa) et la transformation de fibrinogène en fibrine soit il active le complexe IX en IXa qui grâce au cofacteur VIII va permettre l'activation du X. Le VII est capable de s'auto-activer pour donner le VIIa, et d'activer d'autres facteurs (X et IX) Pathologies liées aux facteurs : diapo 40 Déficit du facteur 8 Hémophilie A Déficit du facteur 9 Hémophilie B (aucun saignement) Déficit du facteur 11 «Hémophilie c» Déficit en facteur 12 aucun saignement 13/18

14 1-La thrombine (IIa) est un élément clé : TSSIBS Principales étapes de l'hémostase physiologique Outre son action sur le fibrinogène, elle catalyse sa propre génération en stimulant les FV, FVIII, FXI, FXIII pour donner leurs formes activées (et donc aboutir à la formation de thrombine!) La thrombine active est donc un cofacteur. Beaucoup d'anticoagulants sont des inhibiteurs de l'action de la thrombine. Pour résumer : Lorsque l'intégrité de la paroi des vaisseaux sanguins est compromise, le facteur VII quitte la circulation et entre en contact avec le facteur tissulaire. Il y a formation du complexe activé TF-FVIIa. Le TF-FVIIa active le facteur IX et le facteur X. Le facteur Xa et son cofacteur Va forment le complexe prothrombinase, qui active la prothrombine en thrombine. La thrombine active alors d'autres facteurs de la cascade, dont le facteur V le facteur VIII et le facteur XI. Le facteur VIIIa est le cofacteur du facteur IXa, et leur complexe active le facteur X, puis le cycle recommence. A noter que le facteur VII peut s'auto-activer ou activer d'autres facteurs (X ou IX) La voie intrinsèque est moins importante que la voie extrinsèque, la preuve est que l'on peut vivre avec un déficit en facteur XII. Le fibrinogène est une grosse molécule qui a plusieurs domaines et qui grâce à la thrombine va être clivé : il y a élimination des fibrinopeptides A et B pour donner des monomères de fibrines qui vont ensuite se dimériser puis se polymériser. 14/18

15 La stabilisation du polymère est due au facteur XIIIa (facteur XIII activé par la thrombine) et à la présence de calcium. En effet, le FXIIIa va entraîner des liaisons de transamination (CO-NH) pour stabiliser un polymère de fibrine stable qui va complètement arrêter de saignement. Aspect de la fibrine : diapo Le facteur tissulaire : facteur essentiel de la coagulation C'est une glycoprotéine transmembranaire, associée à des phospholipides neutres et acides : c'est donc un complexe lipidoprotéique. Il est exprimé à distance du sang (adventice des vaisseaux) contrairement au collagène par exemple. Localisation du FT chez l'homme : Expression constitutive : Épiderme Muqueuse Capsules d'organes Adventice des vaisseaux (absence d expression de lymphocytes, GR, plaquettes) Expression inductible : Monocytes, Macrophages (cytokines..) Cellules endothéliales (cytokines..) pôle basal Cellules musculaires lisses Granuleux, plaquettes?? 15/18

16 Expression du FT en pathologie : TSSIBS Principales étapes de l'hémostase physiologique Expression induite par de nombreux stimuli :inflammatoires, immunologiques, ou métaboliques. Expression de FT = un des mécanismes effecteurs de la réponse inflammatoire et immunitaire Initiation de la coagulation : Les phospholipides anioniques membranaires chargés négativement servent de surface de catalyse aux réactions de coagulation. Certains facteurs sont vitamines K dépendants : La vitamine K est justement un co-facteur de la carboxylase qui permet la transformation d'un acide glutamique (Glu) en acide gamma carboxyglutamique(gla). Ces facteurs ont besoin d'une carboxylase pour fixer le Ca++ sur leurs domaines COOH et d'être ancrés aux phospholipides membranaires. Ces facteurs sont les FII, FVII, FIX et FX. Sans cette vitamine K, ces facteurs ne sont pas fonctionnels. Donc par l'intermédiaire de la carboxylase hépatique qui a besoin de vitamine K pour fonctionner, on va avoir la formation d'un deuxième groupement carboxyle qui va permettre de fixer un Ca++ capable de se fixer sur les phospholipides anioniques de la membrane. (Les molécules détaillées ici servent uniquement d'illustration) Coagulation, les grands principes : Précurseurs inactifs FVII, IX, X Besoin de vitamine K en temps que cofacteur de la carboxylase Besoin de calcium Concentration sur une surface de phospholipides Protéolyse limitée de surface thrombine. Hydrolyse irréversible d'une liaison peptidique spécifique (coagulation, fibrinolyse, complément, hormones, embryon, fécondation) Inhibiteur en phase liquide (plusieurs inhibiteurs) 16/18

17 Surfaces réactionnelles de l'hémostase : TSSIBS Principales étapes de l'hémostase physiologique On a un phénomène concentré sur une surface et tout autour se trouvent des inhibiteurs qui sont prêts à agir pour éviter le phénomène de thrombose. Les protéines sont circulantes, vont se fixer sur une surface lipidique, adopter une conformation intermédiaire, et rejoindre le compartiment circulant. Quand elles sont dans le compartiment circulant, les enzymes vont les bloquer pour éviter qu'elles ne soient délétères. Donc les surfaces réactionnelles comporte un substrat sur lequel l'enzyme va agir. Ce sont des protéines fixées à des surfaces phospholipidiques grâce au Ca++ qui joue un rôle très important. Présence également d'un cofacteur qui permet l interaction entre substrat et enzyme. Par exemple : Le FX est lié par l'intermédiaire du Ca++ à la membrane phospholipidique, au milieu se trouve le cofacteur qui est le facteur Va, il va permettre l interaction entre l'enzyme et le substrat : le FX va agir sur le FII dans un ensemble réactionnel. On retrouve ce système à toutes les étapes de l'hémostase. Quelques exemples d'ensemble réactionnels : voir diapo 64 La vitesse de réaction est maximale lorsque tous les composés du complexe réactionnel sont présents : PL=Phospholipides 17/18

18 Inhibiteurs de la coagulation : TSSIBS Principales étapes de l'hémostase physiologique TFPI : Inhibiteur des facteurs tissulaires, il va bloquer la phase d'initiation. Antithrombine (s'oppose aux protéases réactionnelles, aux FX et FII) elle est liée à des chaînes sucrées Système protéine C et protéine S : la protéine C utilise comme cofacteur la protéine S pour inhiber les facteurs Va/VIIIa et donc inhiber le processus de coagulation. La protéine C a besoin d être activée par la thrombine. Ce système qui se déroule à la surface de l'endothélium permet de protéolyser le FV et le FVIII et ainsi freiner la cascade de coagulation. Il peut être considérer comme une «pédale de frein» de la coagulation. Puisque la protéine C nécessite la présence de thrombine, le mécanisme se déclenche quand la thrombine est déjà créée et donc la coagulation a déjà eu lieu, c'est donc un processus qui arrive en deuxième intention. III. La fibrinolyse système de dégradation du caillot. Lorsqu'on a de la fibrine dans l'organisme, du plasminogène synthétisé par le foie va être capable de se fixer sur des activateurs du plasminogène appelé tpa. On a alors création de plasmine qui va dégrader le caillot fibreux libérant des produits de dégradation de la fibrine. Bon voilà j'espère que vous avez tout compris et que j'ai été claire car le cours n'était pas vraiment facile à prendre.. J'ai essayé de mettre le maximum de schéma pour faciliter la compréhension mais tous les autres sont disponible sur l'ent :) 18/18